Elektros laidumas metaluose yra elektriniais dalelėmis judant.
Metalinių elementų atomai būdingi valentingų elektronų - elektronų, esančių išoriniame apvalkale, kuriame laisvai judėti. Būtent šie "laisvieji elektronai" leidžia metalams atlikti elektros srovę.
Kadangi valentingumo elektronai laisvai judėti, jie gali keliauti per grotelę, kuri sudaro fizinę metalo struktūrą.
Pagal elektrinį lauką, laisvieji elektronai judėti per metalą daug panašūs į biliardo kamuoliukus, kurie smūgia vienas prieš kitą, praeina elektros krūvį judėdami.
Energijos perdavimas yra stipriausias, kai yra mažai pasipriešinimo. Biliardo stalo atveju tai atsitinka, kai rutulys smūgiavo prie kito vieno rutulio, perduodamas didžiąją dalį savo energijos į kitą rutulį. Jei vienas rutulys pateks į keletą kitų kamuoliukų, kiekvienas iš jų turės tik dalį energijos.
Tuo pat metu efektyviausi elektros laidininkai yra metalai, turintys vienintelį valentingą elektroną, kuris gali judėti laisvai ir sukelia stiprią repeliacinę reakciją kituose elektronuose. Tai yra labiausiai laidžių metalų, tokių kaip sidabras , auksas ir varis , atvejis, kurių kiekvienas turi vieną valentingą elektroną, kuris juda mažai pasipriešinimui ir sukelia stiprią repeliacinę reakciją.
Pusiau laidiniuose metaluose (arba metaloiduose ) yra daugiau valentinių elektronų (dažniausiai keturių ar daugiau), taigi, nors jie gali atlikti elektros energiją, jie neefektyvūs.
Tačiau kai šildomas ar legiruotas su kitais elementais, puslaidininkiai, tokie kaip silicis ir germanis, gali tapti itin efektyviais elektros laidininkus.
Kontrolė metaluose turi atitikti Omo įstatymą, kuriame teigiama, kad srovė yra tiesiogiai proporcinga metalo elektriniam laukui. Pagrindinis Olandų įstatymo taikymo kintamasis yra metalo varža.
Atsparumas yra priešingas elektros laidumui, įvertinant, ar stipriai metalas priešinasi elektros srovei. Tai dažniausiai matuojama per priešingus vieno metro kubo matmenis ir apibūdinama kaip omo matuoklis (Ω⋅m). Atsparumas dažnai būdingas graikų raidė rho (ρ).
Kita vertus, elektrinį laidumą paprastai matuoja siemens už metrą (S⋅m -1 ) ir atstovauja Graikijos raidė sigma (σ). Vienas siemens lygus vienos omos abipusiai.
Laidumas ir atsparumas metaluose
Medžiaga | Atsparumas | Laidumas |
|---|---|---|
| sidabras | 1,59x10 -8 | 6.30x10 7 |
| Varis | 1,68x10 -8 | 5.98x10 7 |
| Atkaitintas varis | 1,72x10 -8 | 5.80x10 7 |
| Auksas | 2.44x10 -8 | 4.52x10 7 |
| Aliuminis | 2.82x10 -8 | 3.5x10 7 |
| Kalcis | 3,36x10 -8 | 2.82x10 7 |
| Berilis | 4.00x10 -8 | 2,500x10 7 |
| Rodis | 4.49x10 -8 | 2.23x10 7 |
| Magnis | 4.66x10 -8 | 2.15x10 7 |
| Molibdenas | 5.225x10 -8 | 1.914x10 7 |
| Iridiumas | 5.289x10 -8 | 1.891x10 7 |
| Volframas | 5.49x10 -8 | 1,82x10 7 |
| Cinkas | 5.945x10 -8 | 1.682x10 7 |
| Kobaltas | 6.25x10 -8 | 1.60x10 7 |
| Kadmis | 6.84x10 -8 | 1.46 7 |
| Nikelis (elektrolitinis) | 6.84x10 -8 | 1.46x10 7 |
| Рутеній | 7.595x10 -8 | 1.31x10 7 |
| Ličio | 8,54x10 -8 | 1.17x10 7 |
| Geležis | 9,58 x 10 -8 | 1.04x10 7 |
| Platina | 1.06x10 -7 | 9.44x10 6 |
| Paladis | 1,08x10 -7 | 9.28x10 6 |
| Alavas | 1.15x10 -7 | 8.7x10 6 |
| Selenas | 1.197x10 -7 | 8.35x10 6 |
| Tantalas | 1.24x10 -7 | 8.06x10 6 |
| Niobis | 1,31x10 -7 | 7.66x10 6 |
| Plienas (lietiniai) | 1.61x10 -7 | 6.21x10 6 |
| Chromas | 1,96x10 -7 | 5.10x10 6 |
| Vadovauti | 2,05x10 -7 | 4.87x10 6 |
| Vanadis | 2.61x10 -7 | 3,83 x 10 6 |
| Uranas | 2.87x10 -7 | 3,48 x 10 6 |
| Stibis * | 3,92x10 -7 | 2.55x10 6 |
| Cirkonis | 4.105x10 -7 | 2.44x10 6 |
| Titanas | 5.56x10 -7 | 1.798x10 6 |
| Gyvsidabris | 9,58x10 -7 | 1.044x10 6 |
| Germanium * | 4.6x10 -1 | 2.17 |
| Silicio * | 6.40x10 2 | 1,56x10 -3 |
* Pastaba: puslaidininkių (metaloidų) varža labai priklauso nuo medžiagos priemaišų.
Diagramos šaltinio duomenys
Eddy Current Technology Inc.
URL: http://eddy-current.com/conductivity-of-metals-sorted-by-resistivity/
Vikipedija: Elektros laidumas
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_conductivity